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如图甲所示,质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上,质量为m=1kg的物块...

如图甲所示,质量为M=05kg的木板静止在光滑水平面上,质量为m=1kg的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=02,在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到的关系如图乙所示,其中AB与横轴平行,且AB段的纵坐标为1m-1。将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2

1)若恒力F=0,则物块会从木板的右端滑下,求物块在木板上滑行的时间是多少?

2)图乙中BC为直线段,求该段恒力F的取值范围及函数关系式。

 

(1);(2), 【解析】试题分析:(1)以初速度v0为正方向,物块的加速度大小: 木板的加速度大小: 由图乙知,板长 滑块相对木板的路程: 联立解得: 当时,滑块的速度为,木板的速度为,而当物块从木板右端滑离时,滑块的速度不可能小于木板的速度,应舍弃,故所求时间为。 (2)①当F较小时,物块将从木板右端滑下,当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端,且两者具有共同速度v,历时t1,则: 联立解得: 由图乙知,相对路程: 代入解得: ②当F继续增大时,物块减速、木板加速,两者在木板上某一位置具有共同速度;当两者共速后能保持相对静止(静摩擦力作用)一起以相同加速度a做匀加速运动,则: 由于静摩擦力存在最大值,所以: 联立解得: ③综述:BC段恒力F的取值范围是,函数关系式是。 考点:牛顿运动定律的综合应用;匀变速直线运动的位移与时间的关系 【名师点睛】本题考查牛顿运动定律.滑块问题是物理模型中非常重要的模型,是学生物理建模能力培养的典型模型.滑块问题的解决非常灵活,针对受力分析、运动分析以及牛顿第二定律的掌握,还有相对运动的分析,特别是摩擦力的变化与转型,都是难点所在.本题通过非常规的图象来分析滑块的运动,能从图中读懂物体的运动。  
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考点分析:
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A、逐渐增大         B、逐渐减小    

C、先减小后增大     D、先增大后减小

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(1)小球通过光电门B时的速度表达式____________________;(用题中所给物理量表示)

(2)多次改变高度H,重复上述实验,作出H的变化图像如图所示,当图中已知量t0H0和重力加速度g及小球直径d满足以下表达式时,可判断小球下落过程中机械能_____________ (选填“守恒”、“不守恒”);

(3)实验中发现动能增加量△EK总是小于重力势能减少量△EP,增加下落高度后,

EP-△EK________________________ (选填“增加”、“减小”或“不变”)。

 

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